印刷电路板:
印刷电路板(PCB)是物理基础或可以焊接电子元件的平台,铜迹线将这些元件相互连接,使印刷电路板(PCB)按照设计的方式发挥其功能。
印刷电路板是电子设备的核心,它可以是任何形状和尺寸,具体取决于电子设备的应用。 PCB的最常见的基底/基底材料是FR-4。基于FR-4的PCB通常存在于许多电子设备中,并且其制造是常见的。与多层PCB相比,单面和双面PCB易于制造。
FR-4 PCB由玻璃纤维和环氧树脂制成与层压铜包层相结合。复杂多层(最多12层)PCB的一些主要示例是计算机图形卡,主板,微处理器板,FPGA,CPLD,硬盘驱动器,RF LNA,卫星通信天线馈电,开关模式电源,Android手机等等。还有许多例子,其中使用简单的单层和双层PCB,如CRT电视,模拟示波器,手持式计算器,计算机鼠标,FM无线电电路。
PCB的应用:
1。医疗设备:
今天的进步是医学科学完全是因为电子行业的快速增长。大多数医疗设备,如pH计,心跳传感器,温度测量,心电图/脑电图机,核磁共振成像仪,X射线,CT扫描,血压机,血糖水平测量设备,培养箱,微生物设备和许多其他设备是单独的基于电子PCB。这些PCB通常是致密的并且具有小的形状因子。密集意味着更小的SMT元件放置在更小尺寸的PCB中。这些医疗设备做得更小,便于携带,重量轻,易于操作。
2。工业设备。
PCBs也广泛用于制造业,工厂,迫在眉睫的工厂。这些行业拥有高功率机械设备,这些设备由高功率运行且需要高电流的电路驱动。为此,在PCB上层压了厚厚的铜层,这与复杂的电子PCB不同,这些高功率PCB的电流高达100安培。这在电弧焊,大型伺服电机驱动器,铅酸电池充电器,军用工业,服装棉花隐约机等应用中尤为重要。
3。照明。
在照明方面,世界正朝着节能解决方案的方向发展。这些卤素灯泡现在很少被发现,但现在我们看到周围的LED灯和高强度LED。这些小型LED可提供高亮度的光,并安装在基于铝基板的PCB上。铝具有吸收热量并在空气中消散的特性。因此,由于高功率,这些铝PCB通常用于LED灯电路中等和高功率LED电路。
4。汽车和航空航天工业。
PCB的另一个应用是汽车和航空航天工业。这里常见的因素是飞机或汽车运动时产生的混响。因此,为了满足这些高力振动,PCB变得灵活。因此使用一种称为Flex PCB的PCB。柔性PCB可以承受高振动并且重量轻,这可以减少航天器的总重量。这些柔性PCB也可以在狭窄的空间内进行调整,这也是一个很大的优势。这些柔性PCB用作连接器,接口,并且可以在紧凑的空间中组装,如面板后面,仪表板下面等。还使用了刚柔结合PCB的组合。
PCB类型:
印刷电路板(PCB)分为8大类。它们是
单面PCB:
单面PCB的组件仅安装在一侧,另一侧用于铜线。将薄铜箔层施加到一侧RF-4基板上,然后施加焊接掩模以提供绝缘。最后,应用丝网印刷提供PCB上的C1,R1等元件标记信息。这些单层PCB非常容易大规模设计和制造,市场需求量大,购买起来也很便宜。非常常用于家用产品,如榨汁机/搅拌机,充电风扇,计算器,小型电池充电器,玩具,电视遥控器等。
双层PCB:
双面PCB是应用铜层的PCB在董事会的两边。钻孔,带引线的THT元件安装在这些孔内。这些孔通过铜轨道将一侧部件连接到另一侧部件。元件引线穿过孔,多余的引线被切割器切割,引线焊接在孔上。这一切都是手动完成的。还可以有SMT元件以及2层PCB的THT元件。 SMT元件不需要孔,但PCB上制作焊盘,通过回流焊接将SMT部件固定在PCB上。 SMT元件在PCB上占用的空间非常小,因此可以在电路板上使用更多的自由空间来实现更多功能。双面PCB用于电源,放大器,直流电机驱动器,仪表电路等。
多层PCB:
多层PCB由多层2层PCB制成,夹在介电绝缘层之间,确保板和元件均为没有因过热而损坏。多层PCB有各种外形尺寸和不同层,从4层PCB到12层PCB。层越多,电路越复杂,PCB布局设计越复杂。
多层PCB通常具有独立的接地层,电源层,高速信号层,信号完整性考虑,热管理。常见的应用是军事要求,航空航天和航空航天电子,卫星通信,导航电子,GPS跟踪,雷达,数字信号处理和图像处理。
刚性PCB:
所有的上面讨论的PCB类型属于刚性PCB类别。刚性PCB具有固体基材,如FR-4,Rogers,酚醛树脂和环氧树脂。这些板不会弯曲和扭曲,但可以保持多年的形状长达10年或20年。这就是为什么许多电子设备的寿命很长,因为刚性PCB的刚度,坚固性和刚性。计算机和笔记本电脑的PCB是刚性的,许多家庭常用的电视,LCD,LED电视都是由刚性PCB制成。所有上述单面,双面和多层PCB应用也适用于刚性PCB。
Flex PCB:
柔性PCB或柔性PCB不是刚性的,但它很灵活,可以轻松弯曲。它们具有弹性,具有高耐热性和优异的电气特性。 Flex PCB的基板材料取决于性能和成本。 Flex PCB的常见基板材料是聚酰胺(PI)膜,聚酯(PET)膜,PEN和PTFE。
Flex PCB的制造成本不仅仅是刚性PCB。它们可以折叠或缠绕在角落里。与对应的刚性PCB相比,它们占用的空间更少。它们重量轻但撕裂强度非常低。
Rigid-Flex PCB:
刚性和柔性PCB的组合在许多空间和重量受限的应用中非常重要。例如,在相机中,电路很复杂,但刚性和柔性PCB的组合将减少部件数量并减小PCB尺寸。两个PCB的布线也可以组合在单个PCB上。常见的应用是数码相机,手机,汽车,笔记本电脑以及那些具有移动部件的设备
高速PCB:
高速或高频PCB是用于涉及频率高于1GHz的信号通信的应用的PCB。在这种情况下,信号完整性问题发挥作用。应仔细选择高频PCB基板的材料,以满足设计要求。
常用材料为聚亚苯基(PPO)和聚四氟乙烯。它具有稳定的介电常数和小的介电损耗。它们吸水率低但成本高。
许多其他介电材料具有可变介电常数,导致阻抗变化,从而扭曲谐波和数字信号丢失以及信号完整性损失
铝PCB:
铝基PCBs基板材料具有有效散热能的特性。由于低热阻,铝基PCB冷却比其对应的铜基PCB更有效。它散发在空气中以及PCB板的热结区域中的热量。
许多LED灯电路,高亮度LED由铝背衬PCB制成。
铝是一种丰富的金属及其开采价格低廉,因此PCB成本也很低。铝是可回收的,也没有毒性,因此对环境友好。铝是坚固耐用的,因此减少了制造,运输和装配过程中的损坏
所有这些特性使得铝基PCB有利于电机控制器,重型电池充电器和高亮度LED灯等高电流应用。
结论:
近年来,PCB已从简单发展单层版本适用于更复杂的系统,例如高频Teflon PCB。
PCB现在几乎遍及现代技术和不断发展的科学的每个领域。微生物学,微电子学,纳米科学技术,航空航天工业,军事,航空电子,机器人技术,人工智能等领域都是基于各种形式的印刷电路板(PCB)的构建模块。
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